(2021新人教版)高中物理必修第二册第6章 1.圆周运动讲义.doc
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《(2021新人教版)高中物理必修第二册第6章 1.圆周运动讲义.doc》由用户(大布丁)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2021新人教版 【2021新人教版】高中物理必修第二册第6章 1.圆周运动讲义 2021 新人 高中物理 必修 第二 圆周运动 讲义 下载 _必修 第二册_人教版(2019)_物理_高中
- 资源描述:
-
1、1/15 1圆周运动圆周运动 学习目标学习目标:1.物理观念物理观念通过研究通过研究,认识匀速圆周运动认识匀速圆周运动,知道它是变速运动知道它是变速运动。 2.科学思维科学思维理解线速度理解线速度、角速度角速度、周期周期、转速的概念转速的概念,会对它们进行定量计算会对它们进行定量计算。 3.科学思维科学思维掌握描述圆周运动的各物理量之间的关系,并会解决有关问题。掌握描述圆周运动的各物理量之间的关系,并会解决有关问题。 4.科学思维科学思维掌握处理传动问题的基本方法。掌握处理传动问题的基本方法。 阅读本节教材,回答第阅读本节教材,回答第 23 页页“问题问题”并梳理必要知识点。并梳理必要知识点。
2、 教材第教材第 23 页页“问题问题”提示提示:(1)大大、小齿轮用链条连接小齿轮用链条连接,边缘上的点速度大边缘上的点速度大 小相等,故运动的一样快;小相等,故运动的一样快;(2)离转轴越远运动的越快。离转轴越远运动的越快。(3)比两点运动快慢,可比两点运动快慢,可 以从以下三个角度分析以从以下三个角度分析: 比较两点单位时间内通过的弧长比较两点单位时间内通过的弧长; 比较两点与圆心比较两点与圆心 的连线在单位时间内扫过的圆心角;的连线在单位时间内扫过的圆心角;比较两点运动一周所需时间的长短。比较两点运动一周所需时间的长短。 一、圆周运动及线速度一、圆周运动及线速度 1圆周运动的概念圆周运动
3、的概念 运动轨迹为运动轨迹为圆周或一段圆弧圆周或一段圆弧的机械运动的机械运动, 称为圆周运动称为圆周运动。 圆周运动为曲线运圆周运动为曲线运 动动,故一定是变速运动故一定是变速运动。 2线速度线速度 (1)定义:做圆周运动的物体定义:做圆周运动的物体,通过的通过的弧长弧长与所用时间的比值叫作线速度的与所用时间的比值叫作线速度的 大小大小。用用 v 表示表示。 (2)表达式:表达式:vs t, ,单位为米单位为米/秒秒,符号是符号是 m/s。 (3)方向:线速度是矢量方向:线速度是矢量,物体经过圆周上某点时的线速度方向就是圆周上物体经过圆周上某点时的线速度方向就是圆周上 该点的该点的切线切线方向
4、方向。 (4)物理意义:线速度是描述物体做圆周运动快慢的物理量物理意义:线速度是描述物体做圆周运动快慢的物理量,当当t 很小时很小时, 其物理意义与其物理意义与瞬时速度瞬时速度相同相同。 (5)匀速圆周运动:如果物体沿着圆周运动匀速圆周运动:如果物体沿着圆周运动,并且线速度的大小并且线速度的大小处处相等处处相等, 2/15 这种运动叫作匀速圆周运动这种运动叫作匀速圆周运动。 注意注意匀速圆周运动是线速度大小不变的曲线运动匀速圆周运动是线速度大小不变的曲线运动,它的线速度方向时刻它的线速度方向时刻 在变化在变化,因而匀速圆周运动不是匀速运动因而匀速圆周运动不是匀速运动,严格地说严格地说,应该将其
5、称为匀速率圆周应该将其称为匀速率圆周 运动。运动。 二、角速度二、角速度 1定义定义:如图所示如图所示,物体在物体在t 时间内由时间内由 A 运动到 运动到 B。半径半径 OA 在这段时间在这段时间 内转过的角内转过的角与所用时间与所用时间t 之比叫作角速度之比叫作角速度,用符号用符号表示表示。 2表达式:表达式: t 。 3国际单位:弧度每秒国际单位:弧度每秒,符号符号 rad/s。 在国际单位制中角的度量单位为在国际单位制中角的度量单位为“弧度弧度”,在利用公式,在利用公式 t 计算角速度计算角速度 时,时,的单位是的单位是“弧度弧度”。3602弧度。弧度。 4物理意义:角速度是描述物体绕
6、圆心转动快慢的物理量物理意义:角速度是描述物体绕圆心转动快慢的物理量。 。 5匀速圆周运动是匀速圆周运动是角速度不变角速度不变的圆周运动的圆周运动。 三、周期三、周期 1周期周期:做匀速圆周运动的物体做匀速圆周运动的物体,运动运动一周一周所用的时间叫作周期所用的时间叫作周期,用用 T 表表 示示,单位为单位为秒秒(s)。 2转速转速:物体转动的物体转动的圈数圈数与所用时间之比与所用时间之比,叫作转速叫作转速。通常用符号通常用符号 n 表示表示, 单位为单位为转每秒转每秒(r/s)或或转每分转每分(r/min)。 3物理意义物理意义:描述物体做圆周运动的快慢:描述物体做圆周运动的快慢。 四、线速
7、度与角速度的关系四、线速度与角速度的关系 1两者关系两者关系:在圆周运动中在圆周运动中,线速度大小等于线速度大小等于角速度的大小与半径的乘积角速度的大小与半径的乘积。 2表达式表达式:vr。 1思考判断思考判断(正确的打正确的打“”“”,错误的打错误的打“” “”) (1)做圆周运动的物体做圆周运动的物体,其线速度的方向是不断变化的其线速度的方向是不断变化的。() 3/15 (2)线速度越大线速度越大,角速度一定越大角速度一定越大。() (3)转速越大转速越大,周期一定越大周期一定越大。() (4)做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等做匀速圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等。()
8、2(多选多选)做匀速圆周运动的物体做匀速圆周运动的物体,下列物理量中不变的是下列物理量中不变的是( ) A速度速度B速率速率C周期周期D转速转速 BCD速度是矢量,匀速圆周运动的速度方向不断改变;速率、周期、转速度是矢量,匀速圆周运动的速度方向不断改变;速率、周期、转 速都是标量,速都是标量,B、C、D 正确。正确。 3关于做匀速圆周运动的物体的线速度关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度角速度、周期的关系周期的关系,下面说法下面说法 中正确的是中正确的是() A线速度大的角速度一定大线速度大的角速度一定大 B线速度大的周期一定小线速度大的周期一定小 C角速度大的半径一定小角速度大的半径一定
9、小 D角速度大的周期一定小角速度大的周期一定小 D由由 vr 知,知,v r,角速度与线速度、半径两个因素有关,线速度大 ,角速度与线速度、半径两个因素有关,线速度大 的角速度不一定大,的角速度不一定大,A 错误;同样,错误;同样,rv ,半径与线速度、角速度两个因素有 ,半径与线速度、角速度两个因素有 关,角速度大的半径不一定小,关,角速度大的半径不一定小,C 错误;由错误;由 T2r v 知,周期与半径、线速度两知,周期与半径、线速度两 个因素有关,线速度大的周期不一定小,个因素有关,线速度大的周期不一定小,B 错误;而由错误;而由 T2 可知,可知,越大,越大,T 越小,越小,D 正确。
10、正确。 描述圆周运动的物理描述圆周运动的物理 量量 如图所示是一个玩具陀螺如图所示是一个玩具陀螺,a、b、c 是陀螺上的三个点是陀螺上的三个点;当陀螺绕垂直于地当陀螺绕垂直于地 面的轴线以角速度面的轴线以角速度稳定旋转时:稳定旋转时: 4/15 (1)陀螺绕垂直于地面的轴线稳定旋转时陀螺绕垂直于地面的轴线稳定旋转时,a、b、c 三点角速度和周期各有什三点角速度和周期各有什 么关系?么关系? (2)a、b、c 三点做圆周运动的线速度有什么关系?三点做圆周运动的线速度有什么关系? 提示:提示:(1)abc,TaTbTc。 (2)vavcvb。 1描述圆周运动的各物理量之间的关系描述圆周运动的各物理
11、量之间的关系 2描述圆周运动的各物理量之间关系的分析技巧描述圆周运动的各物理量之间关系的分析技巧 (1)角速度角速度、周期周期、转速之间关系的分析转速之间关系的分析:物体做匀速圆周运动时物体做匀速圆周运动时,由由2 T 2n 知知,角速度角速度、周期周期、转速三个物理量转速三个物理量,只要其中一个物理量确定了只要其中一个物理量确定了,其余其余 两个物理量也唯一确定了两个物理量也唯一确定了。 (2)线速度与角速度之间关系的分析:由线速度与角速度之间关系的分析:由 vr 知知,r 一定时一定时,v;v 一一 定时定时,1 r; ;一定时一定时,vr。 特别提示特别提示在讨论在讨论 v、r 三者的关
12、系时三者的关系时,应采用控制变量法应采用控制变量法,先保持其先保持其 中一个量不变中一个量不变,再讨论另外两个量之间的关系再讨论另外两个量之间的关系。、T 和和 n 三个物理量可相互换三个物理量可相互换 5/15 算,只要其中一个量确定,其余两个量也就确定了。算,只要其中一个量确定,其余两个量也就确定了。 【例【例 1】某品牌电动自行车的铭牌如下:某品牌电动自行车的铭牌如下: 车型:车型:20 寸寸(车轮直径:车轮直径:508 mm)电池规格:电池规格:36 V,12Ah(蓄电量蓄电量) 整车质量:整车质量:40 kg额定转速:额定转速:210 r/min 外形尺寸外形尺寸:L1 800 mm
13、 W650 mmH1 100 mm 充电时间:充电时间:28 h 电机:后轮驱动电机:后轮驱动、直流永磁式电机直流永磁式电机额定工作电压额定工作电压/电流:电流:36 V/5 A 根据此铭牌中的有关数据根据此铭牌中的有关数据,可知该车的额定时速约为可知该车的额定时速约为() A15 km/hB18 km/h C20 km/hD25 km/h 思路点拨思路点拨车的速度与车轮边缘的线速度大小相等车的速度与车轮边缘的线速度大小相等, 再根据再根据2n 60 和和 v r 可求得车速。可求得车速。 C由题目所给信息可知额定转速由题目所给信息可知额定转速 n210 r/min,则车轮转动的角速度则车轮转
14、动的角速度 2n 60 ,由于车轮直径,由于车轮直径 d508 mm,则车轮半径,则车轮半径 rd 2 0.254 m,则车轮转动的线,则车轮转动的线 速度速度 vr2n 60 r2 2100.254 60 m/s5.6 m/s20 km/h。 求解圆周运动中各物理量间的关系问题时求解圆周运动中各物理量间的关系问题时,首先必须明确线速度首先必须明确线速度、角速度角速度、 周期周期、频率频率 即转速即转速 等等,都是从不同角度描述圆周运动的物理量都是从不同角度描述圆周运动的物理量,通过分析题给通过分析题给 条件条件,弄清问题中哪些物理量不变弄清问题中哪些物理量不变,然后根据然后根据 vr,2 T
15、 ,T1 f等关系式求 等关系式求 解解。 跟进训练跟进训练 1 (对描述圆周运动的各物理量定义的理解对描述圆周运动的各物理量定义的理解)(多选多选)甲沿着半径为甲沿着半径为 R 的圆周跑的圆周跑 道匀速跑步道匀速跑步,乙沿着半径为乙沿着半径为 2R 的圆周跑道匀速跑步的圆周跑道匀速跑步。在相同的时间内在相同的时间内,甲甲、乙乙 各自跑了一圈各自跑了一圈,他们的角速度分别为他们的角速度分别为1、2,线速度大小分别为线速度大小分别为 v1、v2,频率频率 分别为分别为 f1、f2,则则() 6/15 A12,f1f2B12,f1f2 C12,v1v2D12, ,v1v2 BC由题意知由题意知,甲
16、甲、乙两人跑步的周期乙两人跑步的周期 T 相同相同,由由 f1 T知 知,甲甲、乙两人跑乙两人跑 步的频率相同,即步的频率相同,即 f1f2;由;由2 T 知,甲、乙两人的角速度相同,即知,甲、乙两人的角速度相同,即12; 由由 v2r T 知,知,v1v2。B、C 正确。正确。 2(对描述匀速圆周运动的各物理量之间的关系的理解对描述匀速圆周运动的各物理量之间的关系的理解) 嘉兴某高中开设了糕点制作的选修课嘉兴某高中开设了糕点制作的选修课, 小明同学在体验糕点制作的小明同学在体验糕点制作的“裱花裱花” 环节时环节时,如图所示如图所示,他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径他在绕中心匀速转动的圆
17、盘上放了一块直径 8 英寸英寸(20 cm) 的蛋糕的蛋糕, 在蛋糕边缘上每隔在蛋糕边缘上每隔 4 s“点点”一次奶油一次奶油, 蛋糕随圆盘转一周后均匀蛋糕随圆盘转一周后均匀“点点” 上了上了 15 次奶油次奶油,则下列说法正确的是则下列说法正确的是() A圆盘转动的转速约为圆盘转动的转速约为 2 r/min B圆盘转动的角速度大小约为圆盘转动的角速度大小约为 30 rad/s C蛋糕边缘的奶油的线速度大小约为蛋糕边缘的奶油的线速度大小约为 3 m/s D圆盘转动的频率约为圆盘转动的频率约为1 4 Hz B由题意可知由题意可知, 圆盘转一周所需的时间为圆盘转一周所需的时间为 154 s60 s
18、, 因此周期为因此周期为 60 s, 转速为转速为 1 r/min, A 错误错误; 由角速度与周期的关系可得由角速度与周期的关系可得2 T 2 60rad/s 30 rad/s, B 正确;蛋糕边缘的奶油的线速度大小为正确;蛋糕边缘的奶油的线速度大小为 vr 300 m/s,C 错误;根据周期错误;根据周期 和频率的关系可得圆盘转动的频率为和频率的关系可得圆盘转动的频率为 f1 T 1 60Hz, ,D 错误。错误。 三种传动方式三种传动方式 7/15 情境:跷跷板的支点位于板的中点,两个小朋友坐在两端。情境:跷跷板的支点位于板的中点,两个小朋友坐在两端。 讨论:讨论:(1)在撬动跷跷板的某
19、一时刻在撬动跷跷板的某一时刻,两个小朋友的线速度的大小关系及角两个小朋友的线速度的大小关系及角 速度的大小关系如何?速度的大小关系如何? (2)如果跷跷板的支点不在板的中点如果跷跷板的支点不在板的中点,线速度和角速度的关系如何?线速度和角速度的关系如何? 提示:提示:(1)线速度和角速度都相同。线速度和角速度都相同。 (2)角速度相同,线速度不同。角速度相同,线速度不同。 1三种传动装置三种传动装置 同轴传动同轴传动皮带传动皮带传动齿轮传动齿轮传动 装置装置 A、 B 两点在同轴的两点在同轴的 一个圆盘上一个圆盘上 两个轮子用皮带连两个轮子用皮带连 接接,A、B 两点分别两点分别 是两个轮子边
20、缘的是两个轮子边缘的 点点 两个齿轮轮齿啮合两个齿轮轮齿啮合,A、 B 两点分别是两个齿轮两点分别是两个齿轮 边缘上的点边缘上的点(两齿轮的齿两齿轮的齿 数分别为数分别为 n1、n2) 特点特点角速度角速度、周期相同周期相同线速度大小相同线速度大小相同线速度大小相同线速度大小相同 转动转动 方向方向 相同相同相同相同相反相反 规律规律 线速度与半径成正线速度与半径成正 比:比:vA vB r R 角速度与半径成反角速度与半径成反 比:比: A B r R 周期与半径成正周期与半径成正 比:比:TA TB R r 角速度与半径成反比:角速度与半径成反比: A B r2 r1 n1 n2 周期与半
展开阅读全文